漠大線(xiàn)水工保護(hù)措施及水毀現(xiàn)象治理

大慶油田工程有限公司

漠大線(xiàn)水工保護(hù)措施及水毀現(xiàn)象治理

王 杉

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漠大線(xiàn)是我國(guó)至關(guān)重要的長(zhǎng)輸管道工程之一。漠大線(xiàn)所經(jīng)地區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，水文情況隨地形地貌不同而區(qū)別較大，具有一定的偶然性和隨機(jī)性，增大了水工保護(hù)工程的難度，且易發(fā)生水毀現(xiàn)象，造成管線(xiàn)埋深不足等嚴(yán)重問(wèn)題。對(duì)漠大線(xiàn)水毀情況進(jìn)行認(rèn)真分析，提出以下建議：水毀治理工作應(yīng)從多方面入手，綜合截、排、導(dǎo)、疏等多種方法，使水害問(wèn)題得以徹底解決。不能一味地將治理措施局限為堵水、回填覆土，否則適得其反，導(dǎo)致水流可能向管道沿線(xiàn)其他部位匯集沖刷，造成管道其他部位的水毀或其他不可預(yù)計(jì)的嚴(yán)重后果。水工保護(hù)設(shè)施及水毀治理工程的設(shè)計(jì)應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的要求，避免誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，最大程度地滿(mǎn)足水工保護(hù)要求。

長(zhǎng)輸管道；水工保護(hù)；水毀；管道埋深；治理措施

中俄原油管道漠河—大慶段（簡(jiǎn)稱(chēng)漠大線(xiàn)）是我國(guó)第一條通過(guò)永凍土區(qū)的管道。漠河在我國(guó)最北端，是俄羅斯原油進(jìn)入我國(guó)的第一站。漠大線(xiàn)途經(jīng)大興安嶺林區(qū)、松嫩平原，穿越了黑龍江水系、嫩江水系，沿線(xiàn)森林、沼澤、凍土間隔分布，地質(zhì)條件復(fù)雜。由于地區(qū)環(huán)境因素的不同，國(guó)內(nèi)沒(méi)有成熟施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，漠大線(xiàn)是我國(guó)管道建設(shè)的一次全新挑戰(zhàn)。

漠大線(xiàn)水工保護(hù)的重點(diǎn)與難點(diǎn)在漠河至加格達(dá)奇地段，該地段多為永久凍土地帶，境內(nèi)丘陵山區(qū)多且森林茂盛，植被豐富，河水徜徉，地形復(fù)雜，多屬低山區(qū)，海拔多在450～1000m之間[1]。加格達(dá)奇至大慶地段多為平原地貌，為季節(jié)性?xún)鐾恋貛А９艿劳ㄟ^(guò)縱、橫山坡，給管溝外的水工保護(hù)帶來(lái)了一定的難度。

1 水保措施及效果

本工程的水工保護(hù)設(shè)計(jì)分為兩次，第一次設(shè)計(jì)是在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，針對(duì)一些重要的水工保護(hù)（主要是管溝內(nèi)部），如截水墻、混凝土現(xiàn)澆、混凝土配重塊以及一些河流護(hù)岸、坡等；第二次設(shè)計(jì)是在施工后期，地貌初步恢復(fù)后，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況，如業(yè)主增加、完善和補(bǔ)充管溝以外進(jìn)行的水工保護(hù)。

管道沿線(xiàn)多年凍土主要分布在漠河至加格達(dá)奇段，以南為季節(jié)性?xún)鐾粒€(xiàn)所經(jīng)區(qū)域的降雨量在400～600mm，地貌為較多丘陵。管道順坡敷設(shè)時(shí)設(shè)置截水墻，特殊地段設(shè)置木屑護(hù)坡以保護(hù)凍土環(huán)境?；謴?fù)后的坡面設(shè)置生態(tài)堡坎。當(dāng)有大面積匯水無(wú)法恢復(fù)原地貌時(shí)，設(shè)置防沖墻防止管溝內(nèi)水土流失。

本工程的水工保護(hù)多采用柔性防護(hù)，一次水保是針對(duì)管溝內(nèi)部的水工保護(hù)，保證了管道施工的質(zhì)量；二次水保是集中在管溝外部分，具有水工保持的功能。漠大線(xiàn)的水保工程起到了相應(yīng)的保護(hù)作用，使地表植被得到恢復(fù)，加強(qiáng)了地表的抗侵蝕能力，最大程度地保證了綠色管道和無(wú)污染管道的建成。

但由于漠大線(xiàn)管線(xiàn)所經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)特殊性，水毀現(xiàn)象具有偶然性、突發(fā)性、難預(yù)測(cè)的特點(diǎn)。管道沿線(xiàn)仍有管道及水保設(shè)施遭受水毀損害，所以仍需定期觀(guān)察沿線(xiàn)水毀情況，及時(shí)制定處理措施，才能進(jìn)一步保證管道運(yùn)行期間的安全。

2 常見(jiàn)水毀現(xiàn)象及治理措施

漠大線(xiàn)水害主要表現(xiàn)為水力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕。管道運(yùn)行過(guò)程中，水害對(duì)管道安全運(yùn)行有極大威脅，水土流失引起的滑坡、泥石流等水毀現(xiàn)象以及水體本身對(duì)管道的沖刷侵蝕都影響著管道的安全運(yùn)行。保護(hù)治理措施需要根據(jù)具體情況制定具體的解決方案，如果方案不適合所在地區(qū)將不能起到保護(hù)管道的作用，甚至可能適得其反，對(duì)管道造成更大的損傷。

2.1 沼澤、凍土等地區(qū)形成地表徑流

漠大線(xiàn)管道穿越部分沼澤區(qū)，地勢(shì)低洼，易形成地表徑流沖開(kāi)管溝，帶走回填土，導(dǎo)致管道埋深不足。

治理措施：采用素土分層回填夯實(shí)。人工夯實(shí)為每層壓實(shí)厚度不大于200mm，機(jī)具夯實(shí)為每層厚度不大于300mm，壓實(shí)度不小于0.9，使回填后沖溝位置地坪與管堤頂面齊平。管道沿線(xiàn)加放砂袋，并設(shè)置石籠。

2.2 新修道路引起的水流變化

漠大線(xiàn)管道沿線(xiàn)修路，鋪設(shè)道路施工過(guò)程中加設(shè)過(guò)水涵或形成路邊水溝，造成局部河水流量增加，沖刷引起水土流失，導(dǎo)致管道埋深不足。

治理措施：在道路兩側(cè)設(shè)置擋土墻或護(hù)坡，保護(hù)道路路基及管道，保護(hù)長(zhǎng)度應(yīng)大于擾動(dòng)長(zhǎng)度每側(cè)3m；加過(guò)水面或過(guò)水涵洞；設(shè)置排水溝，疏導(dǎo)積水從距離管溝位置較遠(yuǎn)處流過(guò)，保護(hù)管溝。

2.3 已建水工保護(hù)受損

漠大線(xiàn)沿線(xiàn)山體坡度較大且受暴雨沖刷時(shí)可能引起較嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致已建的水工保護(hù)措施損毀，管道不再受到保護(hù)而造成埋深不足。

治理措施：對(duì)已建水工保護(hù)被沖毀的應(yīng)修復(fù)被損水工保護(hù)設(shè)施，修復(fù)位置增設(shè)泄洪口；設(shè)置石籠護(hù)角消能，護(hù)角高1.5m，長(zhǎng)6m；側(cè)沖溝基層土夯實(shí)，夯實(shí)系數(shù)不小于0.92，做成排水溝，保證泄洪要求[2]。

2.4 匯水形成的水流沖刷

管道在融沉地區(qū)橫向通過(guò)一側(cè)有低山、丘陵地區(qū)時(shí)，回填預(yù)留的沉降余量過(guò)高，山體匯水不能通過(guò)，在管道一側(cè)形成水流，沖刷管溝覆土導(dǎo)致埋深不足。

治理措施：根據(jù)管道走向與水流方向關(guān)系分為以下兩種情況。

（1）管線(xiàn)沿沖溝敷設(shè)處。預(yù)留沉降高度控制在300mm，如回填數(shù)月后未發(fā)生沉降或沉降現(xiàn)象不嚴(yán)重，管道上方回填土仍高于兩側(cè)耕地時(shí)應(yīng)整平，整平后標(biāo)高與兩側(cè)耕地一致。沖溝內(nèi)填素土分層夯實(shí)，分層厚度不大于200mm，夯實(shí)系數(shù)不小于0.95[3]。填土后高度應(yīng)較兩側(cè)耕地高出200mm，與兩側(cè)耕地平緩過(guò)渡，以免阻水和積水。沖溝回填前應(yīng)將溝內(nèi)清理整平，填方范圍內(nèi)，沖溝內(nèi)溝頭至溝尾遠(yuǎn)離管道中心線(xiàn)20m。

（2）管線(xiàn)與沖溝垂直相交處。管道下游5m處設(shè)置漿砌石輕型石谷坊，石谷坊頂端不得高于管道上游沖溝底面，石谷坊和上游沖溝間填土分層夯實(shí)，系數(shù)不小于0.95。沖溝側(cè)壁塌陷處填土分層夯實(shí)，夯實(shí)系數(shù)不小于0.95。沿原沖溝壁兩側(cè)設(shè)置漿砌石擋土墻，其中南側(cè)擋土墻墻頂不得高于原沖溝南側(cè)坡岸，與斜向沖溝向交出墻頂按斜向沖溝底面形狀砌筑，不得高于沖溝底面，基坑開(kāi)挖時(shí)管線(xiàn)及光纜中心線(xiàn)兩側(cè)1m之內(nèi)禁止機(jī)械開(kāi)挖，注意保護(hù)光纜。

2.5 邊坡較大易發(fā)生水土流失

管道在融沉地區(qū)橫向通過(guò)一側(cè)有低山、丘陵地區(qū)時(shí)，回填預(yù)留的沉降余量過(guò)高，在管道一側(cè)形成水流，沖刷管溝覆土導(dǎo)致埋深不足。

治理措施：素土回填夯實(shí)，沖溝上游每隔一段沿等高線(xiàn)設(shè)置一個(gè)干砌石排水溝，將水引入兩側(cè)樹(shù)林，見(jiàn)圖1。對(duì)原狀基層土進(jìn)行夯實(shí)處理，夯實(shí)系數(shù)不小于0.92。

圖1 邊坡較大時(shí)的排水溝設(shè)置

3 建議

通過(guò)對(duì)漠大線(xiàn)水工保護(hù)措施的應(yīng)用效果分析以及水毀情況的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可為中俄原油管道二線(xiàn)及其他工程的水工保護(hù)設(shè)置提供建議：

（1）防范優(yōu)先于治理。設(shè)計(jì)前及施工過(guò)程中，應(yīng)多了解實(shí)際情況，觀(guān)察實(shí)際水文形勢(shì)，設(shè)計(jì)與施工緊密結(jié)合，制定合理的水工保護(hù)措施。

（2）對(duì)已實(shí)施的水工保持工程要加強(qiáng)管理，建立相應(yīng)的管護(hù)制度。

（3）水毀治理工作應(yīng)從多方面入手，綜合截、排、導(dǎo)、疏等多種方法，使水害問(wèn)題得以徹底解決。不能一味的將治理措施局限為堵水、回填覆土，否則適得其反，導(dǎo)致水流可能向管道沿線(xiàn)其他部位匯集沖刷，造成管道其他部位的水毀或其他不可預(yù)計(jì)的嚴(yán)重后果。

（4）水工保護(hù)設(shè)施及水毀治理工程的設(shè)計(jì)應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的要求，避免誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，最大程度地滿(mǎn)足水工保持要求。遵循預(yù)防為主，防治結(jié)合，徹底整治，不留后患的原則。水害治理措施安全可靠，施工方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是管道安全有效運(yùn)行的重要前提。

[1]陳朋超，漠大線(xiàn)多年凍土災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析及管理措施探討[J]，管道技術(shù)與設(shè)備，2012（1）：1-5．

[2]張勝利，黃土高原地區(qū)長(zhǎng)輸管道水工保護(hù)[M]，北京：石油工業(yè)出版社，2009．

[3]王鴻，長(zhǎng)輸管道水工保護(hù)工程施工技術(shù)手冊(cè)[M]，北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2011．

13945959941、44515454@qq.com

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.6.028